混凝土和混凝土結構的環(huán)境管理 第4部分：混凝土結構的環(huán)境設計 征求意見稿

1GB/TXXXXX—XXXX/ISO13315-4:2017混凝土和混凝土結構的環(huán)境管理第4部分：混凝土結構的環(huán)境設計本文件提供了基于生命周期評價（LCA）方法或其他適當方法進行混凝土結構環(huán)境設計的通用框架、原則和要求。本文件適用于混凝土結構及混凝土結構復合體。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。ISO13315-2混凝土和混凝土結構的環(huán)境管理第2部分:系統(tǒng)邊界和清單數(shù)據(jù)（Environmentalmanagementforconcreteandconcretestructures—Part2:Systemboundaryandinventorydata）注：GB/Txxx.2混凝土和混凝土結構的環(huán)境管ISO14040環(huán)境管理生命周期評價原則與框架（Environmentalmanagement—Lifecycleassessment—Principlesandframework）3術語和定義ISO13315-1、ISO13315-2、ISO14040、ISO14050界定的術語和定義適用于本文件。3.1委托方概述client’sbrief規(guī)定在任何時間點相關的需求和目標、委托方和用戶的資源、項目的背景和任何適當?shù)脑O計要求的工作文件。3.2耐久性設計durabilitydesign考慮耐久性時結構的設計。3.3環(huán)境設計environmentaldesign考慮環(huán)境影響時結構的設計。[ISO13315-1:2012,定義3.6]3.4結構設計structuraldesign考慮安全性、適用性、可修復性、結構完整性和魯棒性等結構性能時結構的設計。2GB/TXXXXX—XXXX/ISO13315-4:20174環(huán)境設計框架環(huán)境設計在整個混凝土結構的設計中的定位見圖1?；炷两Y構的環(huán)境設計應與結構設計和耐久性設計作為整體進行，并與景觀和周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)。環(huán)境設計包括委托方概述、環(huán)境績效要求設定、設計、環(huán)境績效估算、驗證及記錄。圖1混凝土結構的環(huán)境設計5委托方概述和環(huán)境績效要求制定關于項目環(huán)境因素的委托方概述時，應考慮與項目實施目標相關的經(jīng)濟和社會因素，如LCC（生命周期成本）和歷史背景。對于委托方概述，應規(guī)定需要考慮的LCC和環(huán)境因素，可按不同層級進行規(guī)定，包括影響類型參數(shù)（清單）、影響類型、類型終點和保護對象。注：影響類型參數(shù)（清單）、影響類型、類型終點和保護對象的示例見圖A.1（附錄A）。對于委托方概述中規(guī)定的環(huán)境因素，應選擇用于績效驗證的適當?shù)挠绊戭愋蛥?shù)。當委托方概述中環(huán)境因素按影響類型、類型終點和保護對象的層級規(guī)定時，應選擇能夠估算這些層級的影響類型參數(shù)。影響類型參數(shù)可包括以下內(nèi)容：——二氧化碳（CO2）當量；——三氯氟甲烷（CFC）當量；——氮氧化物（NOX——硫氧化物（SOX3GB/TXXXXX—XXXX/ISO13315-4:2017——總氮量；——總磷量；——重金屬（鉛、銅、鉻、鎘、鋅等）；——非甲烷揮發(fā)性有機化合物（NMVOC——化石燃料（煤、石油、天然氣）；——非生物資源；——顆粒物（PM）；——水；——資源回收利用量。當與景觀和周圍環(huán)境協(xié)調(diào)時，可根據(jù)需要的因素選擇影響類型參數(shù)。環(huán)境績效要求應定量設定，以滿足相關法律法規(guī)和委托方概述。6設計設計時，應采取與組分、配合比和結構構造（如構件尺寸和含鋼量）相關的具體措施，以考慮作為環(huán)境績效要求的環(huán)境因素。注2：為滿足作為環(huán)境因素的部分影響類型參數(shù)要求，應采取的具7估算應根據(jù)已確定的影響類型參數(shù)，合理估算混凝土結構或混凝土結構復合體的環(huán)境績效。本文件中的LCA方法應符合ISO14040系列標準，系統(tǒng)邊界和清單數(shù)據(jù)應根據(jù)ISO13315-2確定。環(huán)境績效應通過清單分析估算。當選擇的影響類型參數(shù)為噪聲、振動、灰塵、電磁波和地下水位變化時，應采用過去（或類似環(huán)境中）測量或分析的值進行估算。如果已確立的影響類型參數(shù)是尚無定量估算方法的環(huán)境因素，或不適合進行定量估算的環(huán)境因素，則應采用適當?shù)姆椒ㄟM行估算。注：對于與景觀干擾和地形變化相關的環(huán)境因素，可從社會科學角度進行定性估算。8驗證應驗證所設計混凝土結構的環(huán)境績效是否滿足環(huán)境績效要求。注：基于LCA的清單分析和驗證示例見附錄C。當驗證表明所設計混凝土結構的環(huán)境績效滿足所有績效要求時，驗證結束。當驗證表明所設計混凝土結構的環(huán)境績效不滿足績效要求時，流程應返回“設計”步驟，以改變組分、配合比和結構構造（如構件尺寸和含鋼量），或如果無法滿足，應回到“委托方概述”步驟，并通過討論重新考慮績效要求。如果項目被認為不可行，客戶或業(yè)主可決定終止項目。9記錄無論驗證結果如何，都應記錄和保存與項目環(huán)境設計相關的所有信息。項目經(jīng)驗證后實施時，業(yè)主和設計師應在混凝土結構的完整使用年限內(nèi)留存該記錄。4GB/TXXXXX—XXXX/ISO13315-4:2017與項目環(huán)境設計相關的信息，建議用于類似項目的規(guī)劃。5GB/TXXXXX—XXXX/ISO13315-4:2017（資料性）清單、影響類型、類型終點和保護對象的構成示例圖A.1清單、影響類型、類型終點和保護對象的構成示例6GB/TXXXXX—XXXX/ISO13315-4:2017（資料性）滿足“設計”階段影響類型參數(shù)要求的措施示例以下是滿足各影響類型參數(shù)要求必要的具體措施示例。如果二氧化碳（CO2）、氮氧化物（NOx）、硫氧化物（SOx）、顆粒物（PM）或資源回收利用量被視為影響類型參數(shù)，則在“設計”階段，這些將被視為環(huán)境因素。當影響類型參數(shù)為二氧化碳（CO2）、氮氧化物（NOx）、硫氧化物（SOx）或顆粒物（PM）時，可能的措施如下：——優(yōu)化滿足設計使用年限的強度要求和結構要求；——通過使用復合水泥降低硅酸鹽水泥含量；——通過在工廠內(nèi)以生物質(zhì)燃料替代化石燃料，降低化石燃料消耗；——通過改進結構類型和施工方法，減少材料用量；——通過使用節(jié)油的施工機械和設備，降低化石燃料消耗；——通過嚴格執(zhí)行自動啟停操作，降低化石燃料消耗；——通過以生物質(zhì)燃料替代化石燃料，降低化石燃料消耗；——選擇與所有建設活動相關的適當方法；——利用透水混凝土的高透水性和高保水性來減少熱島現(xiàn)象；——通過使用高強高性能混凝土，延長結構和構件的設計使用年限；——通過加強適應未來各種變化的能力，延長結構和構件的設計使用年限；——利用混凝土（建筑物）的蓄熱效應。當影響類型參數(shù)為資源回收利用量時，可采用如下措施：——使用輔助膠凝材料；——使用再生骨料和各種礦渣骨料；——使用回收骨料。7GB/TXXXXX—XXXX/ISO13315-4:2017（資料性）基于LCA方法的清單分析和驗證示例（混凝土配合比）C.1要求和假定此例中，混凝土結構需要減少30%的二氧化碳排放量。這種減少將通過結構中使用的混凝土實現(xiàn)。根據(jù)混凝土結構的結構性能和耐久性的要求，假定混凝土的水灰比為0.50。如果假定結構的二氧化碳排放量的75%來自混凝土，則混凝土應滿足二氧化碳排放量減少40%的要水泥、拌合水、細骨料和粗骨料分別使用普通硅酸鹽水泥、自來水、碎砂和碎石。為了簡化此例的條件，假定水泥、細骨料和粗骨料的供應商和買方之間的運輸方法和距離不因水泥、細骨料和粗骨料的類型而變化。此外，對于任何類型的水泥、細骨料和粗骨料，假定生產(chǎn)混凝土的環(huán)境影響都是相同的。C.2清單分析按ISO13315-2確定每種組分和混凝土的系統(tǒng)邊界。滿足結構性能和耐久性要求的混凝土常規(guī)配合比見表C.1。表C.1混凝土常規(guī)配合比WCSG為滿足混凝土產(chǎn)生的二氧化碳排放量減少40%，選擇表C.2中含粒化高爐礦渣粉的混凝土配合比。為確保膠凝材料變化時混凝土結構的結構性能和耐久性保持不變，混凝土的水膠比從0.50降低到0.45，外加劑從減水/引氣劑改為保坍保氣/高效減水/引氣劑。表C.2含?；郀t礦渣粉的混凝土配合比WCSGb?；郀t礦渣粉。為計算每種配合比的二氧化碳排放量，根據(jù)ISO13315-2收集的用于各組分材料的清單數(shù)據(jù)如下：水：0.0035kgCO2/m3水泥：780kgCO2/t8GB/TXXXXX—XXXX/ISO13315-4:2017GGBFS：27kgCO2/t砂：3.7kgCO2/t石：2.9kgCO2/tWR/AE：150kgCO2/tHRWR/AE：150kgCO2/t每立方混凝土二氧化碳排放量如下：常規(guī)配合比混凝土：0.0035×0.173+780×0.346+3.7×0.787+2.9×1.002+150×0.00264=276.1≈276kgCO2/m3含粒化高爐礦渣粉的混凝土：0.0035×0.150+780×0.133+27×0.200+3.7×0.780+2.9×1.033+150×0.00195=115.3≈115kgCO2/m3C.3驗證通過采用替代配合比，二氧化碳排放量減少約58%，可以滿足混凝土的要求，進而滿足結構的要